Challenge for blow molding of wood and paper
| Project/Area Number |
20K21331
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 40:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
野中 寛 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (90422881)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
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| Keywords | 木粉 / HPMC / クエン酸 / 湿式押出成形 / ブロー成形 / バイオマス / プラスチック代替 / 中空成形 / バイオプラスチック / ボトル |
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| Outline of Research at the Start |
申請者は，木粉，竹粉，紙粉などを，セルロース系増粘剤，水と混練して粘土状素材を調製し，チューブ状に押出成形するシーズ技術を有する。これを空気注入により膨らませ，その状態で固めることができれば，原理上木や紙の中空成形が可能となり，ボトル成形が可能となる。本研究では，この粘土状素材に空気を注入したとき，風船ガムのように膨らむ柔軟性とその際破れない強度を有し，乾燥により保形し，かつ，亀裂やピンホールが生じない素材，添加剤，乾燥方法等を探索し，プラ製ボトルを天然素材に置き換えることに挑戦する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者は，木粉，竹粉，紙粉などをセルロース系増粘剤と水を混練し，押出成形により成形ができる「オールバイオマス素材」の開発を進めてきた。この素材は水を可塑剤とする粘土状素材であり，常温で押し出すことができ，乾燥により成形品が出来上がる。押出成形後，空気の注入で膨らみ，その状態で固めることができれば，原理上木や紙の中空成形が可能となる。一昨年度までに，風船ガムやスライムのような湿潤状態で膨らませる素材に着想を得て，ポリビニルアルコール（PVA），ヒドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC），ホウ砂の組み合わせで，伸び性を発現し，空気を注入したとき膨らむことを見出した。昨年度には，PVA-HPMC-ホウ砂の混合物に水を加えたヒドロゲルを塊状にして，ガスを定圧・定量を吹き込む注入ガス測定の測定系を確立し，破裂までのガス注入量をもって，膨らみ性を評価した。その結果，改めてHPMC，ホウ砂を未添加では膨らまないことが確認され，両者が必須であることが明らかとなった。また木粉の使用量を増やすと，少ないガス注入量で破裂するようになったが，木粉含量70%（水を除く）でも小容量のボトルを製造するには十分の膨らみ性を示す組成を見出した。プラスチック製のボトル形状の割型内で，この組成のヒドロゲル，空圧にて膨らませ，乾燥によりボトル形状の成形品を得ることに成功した。ボトル形状品について，表面にクエン酸水溶液を塗布して加熱することにより，水にぬれた際べとつきなどがでないようにすることまでは達成することができた。研究期間を1年延長し，今年度はこれらの研究成果の取りまとめに専念し，論文執筆作業を進めた。まだ投稿に至っていないものの，まもなく投稿できる予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(11 results)
